一种小粒径复合筛片的设计与应用

刘建涛

（山东鲁碧建材有限公司，山东济南 271100）

1 背景介绍

山东鲁碧建材有限公司矿山分公司两条骨料线（图1、图2）主要产品粒度为0～5 mm、5～10 mm、10～20 mm。为保证产品质量，1#骨料线的1#振动筛（型号：2YK2160）、2#骨料线的1#振动筛（型号：S5×2760-2）需要对入破产品进行预筛分，避免机制砂（0～5 mm）产品亚甲蓝超标。为做好筛下物综合利用工作，根据生产需要将两条骨料线1#振动筛上层筛网筛孔由5 mm×5 mm调整为3.2 mm×3.2 mm，筛分出0～3 mm 成品。

图1 1#骨料线生产工艺流程

图2 2#骨料线生产工艺流程

因3.2 mm×3.2 mm 筛孔小、筛丝细，在使用过程中经常会出现筛网断裂、撕裂、破损及糊筛子现象，筛片损坏及糊筛子情况如图3 所示，每台振动筛一套筛网（5 片）使用寿命仅为7 d，造成职工更换劳动量大，加剧材备费消耗。频繁停机更换筛网，不仅打乱正常的生产节奏，而且影响物料保供能力，制约经济效益的提升。

图3 筛片损坏及糊筛子情况

为此，决定以1#骨料线2YK2160 型振动筛为研究对象，对3.2 mm×3.2 mm 小粒径筛网进行技术攻关，采取边生产、边改善、边总结、边提升的方式对该问题进行处置。

2 原因分析

利用头脑风暴法查找问题原因，整理出以下原因：

（1）外部原因：筛网质量不佳；筛网丝径细，承载能力差。

（2）内部原因：钩板拉紧不到位，筛网紧固螺栓松动；筛网固定不可靠；筛网与承重梁之间为刚性接触，筛网与横梁反复拍打导致筛网断裂；骨料线两个班次更换筛网操作方法不一致。

（3）不可控原因：物料冲刷导致筛丝正常磨损断裂；因需求原因筛面上部0～30 mm 物料粒度大，严重磨损筛网。

经过分析，决定分别从可管控的外部原因和内部原因进行改善，以便有效解决该问题。

3 实施措施

3.1 针对外部原因

一方面，对不同材料、不同类型的筛网进行试用（表1），解决筛网寿命不长的难题，从生产实际来看，采购的各类型筛网使用效果均不理想。

表1 不同材质不同类型筛网使用情况统计

另一方面，尝试采用增粗丝径的方式来延长筛网的使用寿命。通过测试发现，随着丝径的增加，筛面开孔率逐渐减小，筛分效率整体下降，证明筛丝直径选择要尽量小，这样才能在减少堵孔率的同时提高筛分效率，但是筛面与颗粒物料持续碰撞出现磨损，要求筛丝直径又不能太小。经过测试，选取直径为2 mm的锰钢丝作为最佳筛丝。

综合实验数据，将2 mm 锰钢丝制作“托网+基网”结构，“基网”选择3.2 mm×3.2 mm 锰钢丝网用于筛分物料，“托网”选择筛孔8 mm×8 mm 的锰钢丝网作为支撑体，用于支撑上部“基网”，两筛网在振动筛支承筋处包裹40 mm 宽的聚氨酯，将筛网长度方向筛丝统一弯成U 形卡扣并包边，制成锰钢聚氨酯复合筛网，锰钢聚氨酯复合筛网尺寸如图4 所示，锰钢聚氨酯复合筛成品如图5 所示。

图4 锰钢聚氨酯复合筛网尺寸

图5 锰钢聚氨酯复合筛网成品

3.2 针对内部原因

首先在筛面支承筋上加装聚氨酯压条，使筛面与筛体的接触由刚性接触变为柔性接触，从根本上解决振动过程中筛面和支承筋刚性冲击导致的筛丝断裂问题。其次在筛网上部加装聚氨酯压板替代原角铁式压板，使筛丝与角铁的刚性连接变为柔性连接，防止运转过程中出现筛丝沿角铁边沿断裂，制作的聚氨酯U 形压板结构较好的防护紧固螺栓，避免物料冲刷螺栓，解决了因螺栓磨损出现脱落产生筛网损坏的难题。最后对边角钢进行优化，增加筛网张紧力，确保筛体整体拉紧，张紧装置各部结构如图6 所示。

图6 张紧装置结构

在优化筛网结构和完善固定方式后，又对骨料线两个班组维修作业进行标准化管控，避免作业波动造成筛网损坏现象的发生。

4 主要技术指标

该结构彻底解决了2YK2160 振动筛3.2 mm×3.2 mm 小粒径筛网筛分效率不高、使用寿命短等长期困扰分公司生产的难题，更换周期由过去的7 d 一更换延长至6 个月一更换，设备运转率提升25%，材料费降低87.5%。锰钢聚氨酯复合筛网的双网结构使得上部“基网”正常磨损后可采用钢丝包扎“托网”缩小筛孔的方式继续生产，延长筛网近30%的寿命。

5 应用情况及效益

将经验推广至内部2#骨料线S5×2760-2 振动筛2.8 mm×2.8 mm 筛网、VUS450 塔楼2565 振动筛5 mm×5 mm 及VUS450塔楼2565 振动筛4.75 mm×4.75 mm 筛网，使用绩效突出。2022年8 月份对2# 骨料线塔楼2565 振动筛筛网进行优化，调整筛网尺寸，将筛网调整为2 片4.25 mm×4.25 mm 筛片和2 片4.75 mm×4.75 mm 筛片，将部分5 mm 以上物料筛选至5～10 mm 产品内，降低机制砂中2.5～5 mm 产品含量，保证了2#骨料线产品机制砂（0～5mm 产品）细度模数，提升了公司经济效益。该复合筛网经久耐用，维保方便，对骨料产质量稳定发挥了重要作用。改造后整体绩效如下：

（1）改造后，2YK2160 型振动筛设备运转率提升25%，职工劳动量降低90%，筛分效率提升35%，筛网频繁损坏造成生产停滞的问题得到彻底解决。

（2）改造后，2YK2160 型振动筛上层3.2 mm×3.2 mm 锰钢聚氨酯复合筛网年使用量为2 套，较未改造前材备费节约8.2万元，材料费消耗降低87.5%。

（3）该复合结构在两条骨料线小粒径筛网中长期使用，已推广至2#骨料线S5×2760-2 型振动筛、VUS450 塔楼2565 型振动筛等所有小粒径筛网，年节约材备费28.2 万元。

6 经验总结

（1）锰钢聚氨酯复合筛网兼具筛分效率高、使用寿命长的优点，聚氨酯浇注层聚合不同筛网，实现了优势互补，体现了该结构的创新性。

（2）锰钢聚氨酯复合筛网拉紧包边装置做到“托网”和“基网”两种不同筛网张紧度一致，从根源上解决了因张力不同造成筛网松动断裂的难题。

（3）锰钢聚氨酯复合筛网的双网结构有效解决了“基网”正常磨损后必须更换的难题，采用钢丝包扎“托网”缩小网孔的方式仍可满足生产，实现网体互补、连续生产，这是该复合筛网的又一创新点。

（4）筛网固定装置的优化有效解决了刚性碰撞，标准化作业消除了施工质量波动，两者双管齐下保障了复合筛网安装固定的有效性，实现了设计、安装、维护规范化管理。

该研究方法从复合筛网结构设计、固定装置优化、标准化作业实施等方面考虑，做到了筛网的设计、安装、使用、维护全流程管控，涵盖多项精益方法，值得同行业管理人员借鉴。

7 结束语

在内部骨料线S5×2760-2 型振动筛及VUS450 塔楼2565型振动筛进行经验复制，使用效果显著，年节约费用近30 万元，实现了小改善解决大问题，小粒径筛网寿命短的顽固性问题得到根治，值得同行业借鉴应用。